ढांकता हुआ स्थिरांक कितनी बार दिखाता है। विद्युत स्थिरांक और ढांकता हुआ हानि कोण

पारगम्यता पारगम्यता

मान ε, यह दर्शाता है कि किसी माध्यम में दो विद्युत आवेशों के बीच परस्पर क्रिया का बल निर्वात की तुलना में कितनी गुना कम है। एक आइसोट्रोपिक माध्यम में, ε संबंध द्वारा ढांकता हुआ संवेदनशीलता χ से संबंधित है: ε = 1 + 4π χ। अनिसोट्रोपिक माध्यम का ढांकता हुआ स्थिरांक एक टेंसर होता है। ढांकता हुआ स्थिरांक क्षेत्र आवृत्ति पर निर्भर करता है; मजबूत विद्युत क्षेत्रों में, ढांकता हुआ स्थिरांक क्षेत्र की ताकत पर निर्भर होने लगता है।

पारगम्यता

ढांकता हुआ निरंतरता, एक आयामहीन मात्रा ई, जो दर्शाती है कि किसी दिए गए माध्यम में विद्युत आवेशों के बीच परस्पर क्रिया बल एफ कितनी बार निर्वात में उनके परस्पर क्रिया बल एफ ओ से कम है:
ई =एफ ओ /एफ.
ढांकता हुआ स्थिरांक दर्शाता है कि ढांकता हुआ क्षेत्र कितनी बार क्षीण होता है (सेमी।ढांकता हुआ), एक विद्युत क्षेत्र में ध्रुवीकरण करने के लिए ढांकता हुआ की संपत्ति को मात्रात्मक रूप से चिह्नित करना।
किसी पदार्थ के सापेक्ष ढांकता हुआ स्थिरांक का मान, जो इसकी ध्रुवीकरण क्षमता की डिग्री को दर्शाता है, ध्रुवीकरण तंत्र द्वारा निर्धारित किया जाता है (सेमी।ध्रुवीकरण). हालाँकि, मूल्य काफी हद तक निर्भर करता है एकत्रीकरण की अवस्थापदार्थ, चूंकि एक अवस्था से दूसरी अवस्था में संक्रमण के दौरान पदार्थ का घनत्व, उसकी चिपचिपाहट और आइसोट्रॉपी में महत्वपूर्ण परिवर्तन होता है (सेमी।आइसोट्रॉपी).
गैसों का ढांकता हुआ स्थिरांक
अणुओं के बीच बड़ी दूरी के कारण गैसीय पदार्थों का घनत्व बहुत कम होता है। इसके कारण, सभी गैसों का ध्रुवीकरण नगण्य है और पारगम्यतावे एकता के करीब हैं. यदि गैस के अणु ध्रुवीय हैं तो गैस का ध्रुवीकरण पूरी तरह से इलेक्ट्रॉनिक या द्विध्रुवीय हो सकता है, हालांकि, इस मामले में, इलेक्ट्रॉनिक ध्रुवीकरण प्राथमिक महत्व का है।
विभिन्न गैसों का ध्रुवीकरण जितना अधिक होता है, गैस अणु की त्रिज्या उतनी ही बड़ी होती है, और संख्यात्मक रूप से इस गैस के अपवर्तनांक के वर्ग के करीब होती है।
तापमान और दबाव पर गैस की निर्भरता गैस की प्रति इकाई मात्रा में अणुओं की संख्या से निर्धारित होती है, जो दबाव के समानुपाती और निरपेक्ष तापमान के व्युत्क्रमानुपाती होती है। अंदर की हवासामान्य स्थितियाँ
e =1.0006, और इसका तापमान गुणांक लगभग 2 है। 10 -6 के -1 .
तरल डाइलेक्ट्रिक्स में गैर-ध्रुवीय या ध्रुवीय अणु शामिल हो सकते हैं। गैर-ध्रुवीय तरल पदार्थों का ई मान इलेक्ट्रॉनिक ध्रुवीकरण द्वारा निर्धारित किया जाता है, इसलिए यह छोटा है, प्रकाश के अपवर्तन के वर्ग के मान के करीब है और आमतौर पर 2.5 से अधिक नहीं होता है। तापमान पर एक गैर-ध्रुवीय तरल के ई की निर्भरता प्रति इकाई आयतन में अणुओं की संख्या में कमी के साथ जुड़ी हुई है, यानी घनत्व में कमी के साथ, और इसका तापमान गुणांक तरल के वॉल्यूमेट्रिक विस्तार के तापमान गुणांक के करीब है, लेकिन संकेत में भिन्न है.
द्विध्रुवीय अणुओं वाले तरल पदार्थों का ध्रुवीकरण इलेक्ट्रॉनिक और द्विध्रुव-विश्राम घटकों द्वारा एक साथ निर्धारित किया जाता है। ऐसे तरल पदार्थों में ढांकता हुआ स्थिरांक जितना अधिक होता है, द्विध्रुवों के विद्युत क्षण का मान उतना ही अधिक होता है (सेमी।द्विध्रुवीय)और किसके साथ बड़ी संख्याअणु प्रति इकाई आयतन। ध्रुवीय तरल पदार्थों के मामले में तापमान निर्भरता जटिल है।
ठोस डाइलेक्ट्रिक्स का ढांकता हुआ स्थिरांक
ठोस पदार्थों में यह कई प्रकार का हो सकता है संख्यात्मक मानठोस ढांकता हुआ की संरचनात्मक विशेषताओं की विविधता के अनुसार। ठोस डाइलेक्ट्रिक्स में सभी प्रकार का ध्रुवीकरण संभव है।
ई का सबसे छोटा मान गैर-ध्रुवीय अणुओं से युक्त और केवल इलेक्ट्रॉनिक ध्रुवीकरण वाले ठोस डाइलेक्ट्रिक्स में पाया जाता है।
ठोस डाइलेक्ट्रिक्स, जो सघन रूप से भरे कणों के साथ आयनिक क्रिस्टल होते हैं, उनमें इलेक्ट्रॉनिक और आयनिक ध्रुवीकरण होते हैं और ई मान होते हैं जो एक विस्तृत श्रृंखला के भीतर होते हैं (ई) काला नमक- 6; ई कोरंडम - 10; ई रूटाइल - 110; ई कैल्शियम टाइटेनेट - 150)।
विभिन्न अकार्बनिक ग्लासों का ई, अनाकार डाइलेक्ट्रिक्स की संरचना के करीब, 4 से 20 तक की अपेक्षाकृत संकीर्ण सीमा में स्थित है।
ध्रुवीय कार्बनिक डाइलेक्ट्रिक्स में ठोस अवस्था में द्विध्रुव-विश्राम ध्रुवीकरण होता है। इन सामग्रियों का ई काफी हद तक लागू वोल्टेज के तापमान और आवृत्ति पर निर्भर करता है, जो द्विध्रुवीय तरल पदार्थों के समान नियमों का पालन करता है।

विश्वकोश शब्दकोश. 2009 .

देखें अन्य शब्दकोशों में "ढांकता हुआ स्थिरांक" क्या है:

ई का मान दर्शाता है कि किसी माध्यम में दो विद्युत आवेशों के बीच परस्पर क्रिया का बल निर्वात की तुलना में कितनी गुना कम है। एक आइसोट्रोपिक माध्यम में, ई संबंध के साथ ढांकता हुआ संवेदनशीलता से संबंधित है: ई = 1 + 4 पीसी। पारद्युतिक स्थिरांक... ... बड़ा विश्वकोश शब्दकोश

मूल्य ई बिजली के प्रभाव में ढांकता हुआ के ध्रुवीकरण की विशेषता है। फील्ड ई.डी.पी. को कूलम्ब के नियम में एक मात्रा के रूप में शामिल किया गया है जो दर्शाता है कि एक ढांकता हुआ में दो मुक्त आवेशों की परस्पर क्रिया का बल निर्वात की तुलना में कितनी गुना कम है। का कमजोर होना... ... भौतिक विश्वकोश

ढांकता हुआ निरंतरता, मान ई, यह दर्शाता है कि एक माध्यम में दो विद्युत आवेशों की परस्पर क्रिया का बल निर्वात की तुलना में कितनी गुना कम है। ई का मान व्यापक रूप से भिन्न होता है: हाइड्रोजन 1.00026, ट्रांसफार्मर तेल 2.24, ... ... आधुनिक विश्वकोश

- (पदनाम ई), भौतिकी में गुणों में से एक विभिन्न सामग्रियां(ढांकता हुआ देखें)। इसे माध्यम में विद्युत प्रवाह के घनत्व और इसका कारण बनने वाले विद्युत क्षेत्र की तीव्रता के अनुपात द्वारा व्यक्त किया जाता है। निर्वात का ढांकता हुआ स्थिरांक... ... वैज्ञानिक और तकनीकी विश्वकोश शब्दकोश

पारगम्यता- किसी पदार्थ के ढांकता हुआ गुणों को दर्शाने वाली मात्रा, एक आइसोट्रोपिक पदार्थ के लिए स्केलर और एक अनिसोट्रोपिक पदार्थ के लिए टेंसर, जिसका विद्युत क्षेत्र की ताकत का उत्पाद विद्युत विस्थापन के बराबर होता है। [गोस्ट आर 52002 2003]… … तकनीकी अनुवादक मार्गदर्शिका

पारगम्यता- ढांकता हुआ निरंतरता, मान ई, यह दर्शाता है कि एक माध्यम में दो विद्युत आवेशों की परस्पर क्रिया का बल निर्वात की तुलना में कितनी गुना कम है। ई का मान व्यापक रूप से भिन्न होता है: हाइड्रोजन 1.00026, ट्रांसफार्मर तेल 2.24, ... ... सचित्र विश्वकोश शब्दकोश

पारगम्यता- किसी पदार्थ के ढांकता हुआ गुणों को दर्शाने वाली मात्रा, एक आइसोट्रोपिक पदार्थ के लिए स्केलर और एक अनिसोट्रोपिक पदार्थ के लिए टेंसर, जिसका विद्युत क्षेत्र की ताकत का उत्पाद विद्युत विस्थापन के बराबर होता है... स्रोत:... ... आधिकारिक शब्दावली

पारगम्यता- पूर्ण ढांकता हुआ स्थिरांक; उद्योग ढांकता हुआ स्थिरांक एक अदिश राशि जो किसी ढांकता हुआ के विद्युत गुणों को दर्शाती है जो विद्युत विस्थापन के परिमाण और विद्युत क्षेत्र की ताकत के परिमाण के अनुपात के बराबर होती है... पॉलिटेक्निक शब्दावली व्याख्यात्मक शब्दकोश

निरपेक्ष ढांकता हुआ स्थिरांक सापेक्ष ढांकता हुआ स्थिरांक वैक्यूम ढांकता हुआ स्थिरांक ... विकिपीडिया

पारगम्यता- बिजली की आपूर्ति की स्थिति, बिजली की आपूर्ति में बिजली की आपूर्ति, बिजली की आपूर्ति में देरी। atitikmenys: अंग्रेजी. पारद्युतिक स्थिरांक; ढांकता हुआ पारगम्यता; परमिटिटिविटी रस। ढांकता हुआ... ... केमिज़ोस टर्मिनस ऐस्किनमेसिस ज़ोडनास

किताबें

• सामग्री के गुण. अनिसोट्रॉपी, समरूपता, संरचना। प्रति. अंग्रेज़ी से , न्यून्हम आर.ई. यह पुस्तक अनिसोट्रॉपी और सामग्रियों की संरचना और उनके गुणों के बीच संबंध के लिए समर्पित है। इसमें विषयों की एक विस्तृत श्रृंखला शामिल है और यह एक तरह का है परिचयात्मक पाठ्यक्रमभौतिक गुण...

ढांकता हुआ निरंतरता, एक मान ε शक्ति ई के विद्युत क्षेत्र के प्रभाव के तहत ढांकता हुआ के ध्रुवीकरण को दर्शाता है। ढांकता हुआ स्थिरांक को कूलम्ब के नियम में एक मात्रा के रूप में शामिल किया गया है जो दर्शाता है कि एक ढांकता हुआ में दो मुक्त आवेशों के बीच बातचीत का बल कितनी बार कम है शून्य में. माध्यम के ध्रुवीकरण के परिणामस्वरूप बनने वाले बाध्य आवेशों द्वारा मुक्त आवेशों की स्क्रीनिंग के कारण अंतःक्रिया का कमजोर होना होता है। आमतौर पर विद्युत रूप से तटस्थ वातावरण में आवेशों (इलेक्ट्रॉनों, आयनों) के सूक्ष्म स्थानिक पुनर्वितरण के परिणामस्वरूप बाध्य आवेश उत्पन्न होते हैं।

एसआई प्रणाली में एक आइसोट्रोपिक माध्यम में ध्रुवीकरण वैक्टर पी, विद्युत क्षेत्र की ताकत ई और विद्युत प्रेरण डी के बीच संबंध का रूप है:

जहां ε 0 विद्युत स्थिरांक है। ढांकता हुआ स्थिरांक ε का मान संरचना और पर निर्भर करता है रासायनिक संरचनापदार्थ, साथ ही दबाव, तापमान और अन्य बाहरी स्थितियाँ(मेज़)।

गैसों के लिए इसका मान 1 के करीब है, तरल पदार्थों के लिए और एसएनएफफेरोइलेक्ट्रिक्स के लिए यह कई इकाइयों से लेकर कई दसियों तक भिन्न होता है; यह 10 4 तक पहुंच सकता है। ε मानों का यह बिखराव विभिन्न ध्रुवीकरण तंत्रों के कारण होता है जो विभिन्न डाइलेक्ट्रिक्स में होते हैं।

शास्त्रीय सूक्ष्म सिद्धांत गैर-ध्रुवीय डाइलेक्ट्रिक्स के ढांकता हुआ स्थिरांक के लिए एक अनुमानित अभिव्यक्ति की ओर ले जाता है:

जहां n i i-वें प्रकार के परमाणुओं, आयनों या अणुओं की सांद्रता है, α i उनकी ध्रुवीकरण क्षमता है, β i क्रिस्टल या पदार्थ की संरचनात्मक विशेषताओं के कारण तथाकथित आंतरिक क्षेत्र कारक है। 2-8 की सीमा में ढांकता हुआ स्थिरांक वाले अधिकांश ढांकता हुआ के लिए, β = 1/3। आमतौर पर, ढांकता हुआ स्थिरांक व्यावहारिक रूप से ढांकता हुआ के विद्युत टूटने तक लागू विद्युत क्षेत्र के परिमाण से स्वतंत्र होता है। कुछ धातु आक्साइड और अन्य यौगिकों के ε के उच्च मान उनकी संरचना की ख़ासियत के कारण होते हैं, जो क्षेत्र ई के प्रभाव में, सकारात्मक और नकारात्मक आयनों के उप-वर्गों के सामूहिक विस्थापन की अनुमति देता है। विपरीत दिशाओं मेऔर क्रिस्टल सीमा पर महत्वपूर्ण बाध्य आवेशों का निर्माण।

जब एक विद्युत क्षेत्र लागू किया जाता है तो ढांकता हुआ की ध्रुवीकरण प्रक्रिया तुरंत विकसित नहीं होती है, लेकिन समय की अवधि τ (विश्राम समय) में विकसित होती है। यदि फ़ील्ड E आवृत्ति ω के साथ हार्मोनिक नियम के अनुसार समय t में बदलता है, तो ढांकता हुआ ध्रुवीकरण के पास इसका पालन करने का समय नहीं होता है और दोलन P और E के बीच एक चरण अंतर δ दिखाई देता है। जटिल आयामों की विधि का उपयोग करके पी और ई के दोलनों का वर्णन करते समय, ढांकता हुआ स्थिरांक को एक जटिल मात्रा के रूप में दर्शाया जाता है:

ε = ε' + iε",

इसके अलावा, ε' और ε" ω और τ पर निर्भर करते हैं, और अनुपात ε"/ε' = tan δ माध्यम में ढांकता हुआ नुकसान निर्धारित करता है। चरण बदलाव δ अनुपात τ और क्षेत्र अवधि T = 2π/ω पर निर्भर करता है। τ पर<< Т (ω<< 1/τ, низкие частоты) направление Р изменяется практически одновременно с Е, т. е. δ → 0 (механизм поляризации «включён»). Соответствующее значение ε’ обозначают ε (0) . При τ >> टी (उच्च आवृत्तियों), ध्रुवीकरण परिवर्तन Ε के साथ तालमेल नहीं रखता है, δ → π और ε' इस मामले में ε (∞) को दर्शाते हैं (ध्रुवीकरण तंत्र "बंद कर दिया गया है")। यह स्पष्ट है कि ε (0) > ε (∞), और प्रत्यावर्ती क्षेत्रों में ढांकता हुआ स्थिरांक ω का एक कार्य बन जाता है। ω = l/τ के पास, ε' ε (0) से ε (∞) (फैलाव क्षेत्र) में बदल जाता है, और tanδ(ω) निर्भरता अधिकतम से होकर गुजरती है।

फैलाव क्षेत्र में निर्भरता ε'(ω) और tanδ(ω) की प्रकृति ध्रुवीकरण तंत्र द्वारा निर्धारित की जाती है। बाध्य आवेशों के लोचदार विस्थापन के साथ आयनिक और इलेक्ट्रॉनिक ध्रुवीकरण के मामले में, क्षेत्र ई के चरणबद्ध समावेशन के साथ पी (टी) में परिवर्तन का चरित्र होता है नम दोलनऔर निर्भरता ε'(ω) और tanδ(ω) को अनुनाद कहा जाता है। ओरिएंटेशनल ध्रुवीकरण के मामले में, P(t) की स्थापना घातीय है, और निर्भरता ε'(ω) और tanδ(ω) को विश्राम कहा जाता है।

ढांकता हुआ ध्रुवीकरण को मापने के तरीके पदार्थ के कणों के विद्युत द्विध्रुवीय क्षणों के साथ विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र की बातचीत की घटना पर आधारित होते हैं और विभिन्न आवृत्तियों के लिए भिन्न होते हैं। ω ≤ 10 8 हर्ट्ज पर अधिकांश विधियां अध्ययन के तहत ढांकता हुआ से भरे मापने वाले संधारित्र को चार्ज करने और डिस्चार्ज करने की प्रक्रिया पर आधारित हैं। और अधिक के साथ उच्च आवृत्तियाँवेवगाइड, रेज़ोनेंट, मल्टीफ़्रीक्वेंसी और अन्य विधियों का उपयोग किया जाता है।

कुछ ढांकता हुआ में, उदाहरण के लिए फेरोइलेक्ट्रिक्स, पी और ई के बीच आनुपातिक संबंध [पी = ε 0 (ε ‒ 1)ई] और, इसलिए, डी और ई के बीच व्यवहार में प्राप्त सामान्य विद्युत क्षेत्रों में पहले से ही उल्लंघन किया गया है। औपचारिक रूप से, इसे निर्भरता ε(Ε) ≠ स्थिरांक के रूप में वर्णित किया गया है। इस मामले में, ढांकता हुआ की एक महत्वपूर्ण विद्युत विशेषता अंतर ढांकता हुआ स्थिरांक है:

नॉनलाइनियर डाइलेक्ट्रिक्स में, मान ε अंतर आमतौर पर एक मजबूत निरंतर क्षेत्र के एक साथ अनुप्रयोग के साथ कमजोर वैकल्पिक क्षेत्रों में मापा जाता है, और परिवर्तनीय घटक ε अंतर को प्रतिवर्ती ढांकता हुआ स्थिरांक कहा जाता है।

लिट कला को देखो. ढांकता हुआ।

ढांकता हुआ́ रासायनिक प्रवेश́ क्षमतामाध्यम - एक भौतिक मात्रा जो एक इन्सुलेटिंग (ढांकता हुआ) माध्यम के गुणों को दर्शाती है और विद्युत क्षेत्र की ताकत पर विद्युत प्रेरण की निर्भरता को दर्शाती है।

यह विद्युत क्षेत्र के प्रभाव में डाइलेक्ट्रिक्स के ध्रुवीकरण के प्रभाव से निर्धारित होता है (और इस प्रभाव को दर्शाने वाले माध्यम की ढांकता हुआ संवेदनशीलता के मूल्य के साथ)।

सापेक्ष और निरपेक्ष ढांकता हुआ स्थिरांक हैं।

सापेक्ष ढांकता हुआ स्थिरांक ε आयामहीन है और दर्शाता है कि एक माध्यम में दो विद्युत आवेशों के बीच परस्पर क्रिया का बल निर्वात की तुलना में कितनी गुना कम है। सामान्य परिस्थितियों में हवा और अधिकांश अन्य गैसों के लिए यह मान एकता के करीब है (उनके कम घनत्व के कारण)। अधिकांश ठोस या तरल ढांकता हुआ के लिए, सापेक्ष ढांकता हुआ स्थिरांक 2 से 8 (स्थिर क्षेत्र के लिए) की सीमा में होता है। स्थैतिक क्षेत्र में पानी का ढांकता हुआ स्थिरांक काफी अधिक होता है - लगभग 80। इसका मान उन अणुओं वाले पदार्थों के लिए बड़ा होता है जिनमें बड़े विद्युत द्विध्रुव क्षण होते हैं। फेरोइलेक्ट्रिक्स का सापेक्ष ढांकता हुआ स्थिरांक दसियों और सैकड़ों हजारों है।

विदेशी साहित्य में पूर्ण ढांकता हुआ स्थिरांक को अक्षर ε द्वारा दर्शाया जाता है; घरेलू साहित्य में, संयोजन का मुख्य रूप से उपयोग किया जाता है, जहां विद्युत स्थिरांक होता है। निरपेक्ष ढांकता हुआ स्थिरांक का उपयोग केवल अंतर्राष्ट्रीय इकाई प्रणाली (एसआई) में किया जाता है, जिसमें प्रेरण और विद्युत क्षेत्र की ताकत को विभिन्न इकाइयों में मापा जाता है। एसजीएस प्रणाली में पूर्ण ढांकता हुआ स्थिरांक लागू करने की कोई आवश्यकता नहीं है। निरपेक्ष ढांकता हुआ स्थिरांक (विद्युत स्थिरांक की तरह) का आयाम L −3 M −1 T 4 I² है। अंतर्राष्ट्रीय इकाई प्रणाली (SI) इकाई में: =F/m.

यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि ढांकता हुआ स्थिरांक काफी हद तक विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र की आवृत्ति पर निर्भर करता है। इसे हमेशा ध्यान में रखा जाना चाहिए क्योंकि संदर्भ तालिकाओं में आमतौर पर स्थिर क्षेत्र या kHz की कुछ इकाइयों तक कम आवृत्तियों के लिए डेटा निर्दिष्ट किए बिना होता है। इस तथ्य. साथ ही, एलिप्सोमीटर और रेफ्रेक्टोमीटर का उपयोग करके अपवर्तक सूचकांक के आधार पर सापेक्ष ढांकता हुआ स्थिरांक प्राप्त करने के लिए ऑप्टिकल तरीके भी हैं। ऑप्टिकल विधि (आवृत्ति 10-14 हर्ट्ज) द्वारा प्राप्त मूल्य तालिकाओं में डेटा से काफी भिन्न होगा।

उदाहरण के लिए, पानी के मामले पर विचार करें। स्थैतिक क्षेत्र (आवृत्ति शून्य) के मामले में, सामान्य परिस्थितियों में सापेक्ष ढांकता हुआ स्थिरांक लगभग 80 है। यह मामला अवरक्त आवृत्तियों तक है। लगभग 2 गीगाहर्ट्ज से शुरू ε आरगिरने लगता है. ऑप्टिकल रेंज में ε आरलगभग 1.8 है. यह इस तथ्य से काफी सुसंगत है कि ऑप्टिकल रेंज में पानी का अपवर्तनांक 1.33 है। एक संकीर्ण आवृत्ति रेंज में, जिसे ऑप्टिकल कहा जाता है, ढांकता हुआ अवशोषण शून्य तक गिर जाता है, जो वास्तव में एक व्यक्ति को दृष्टि का तंत्र प्रदान करता है [ स्रोत 1252 दिन निर्दिष्ट नहीं है] पृथ्वी के वायुमंडल में जलवाष्प से संतृप्त। आवृत्ति में और वृद्धि के साथ, माध्यम के गुण फिर से बदल जाते हैं। आप 0 से 10 12 (इन्फ्रारेड क्षेत्र) की आवृत्ति रेंज में पानी के सापेक्ष ढांकता हुआ स्थिरांक के व्यवहार के बारे में (अंग्रेजी) पर पढ़ सकते हैं।

विद्युत कैपेसिटर के विकास में डाइलेक्ट्रिक्स का ढांकता हुआ स्थिरांक मुख्य मापदंडों में से एक है। उच्च ढांकता हुआ स्थिरांक वाली सामग्रियों का उपयोग कैपेसिटर के भौतिक आयामों को काफी कम कर सकता है।

कैपेसिटर की धारिता निर्धारित की जाती है:

कहाँ ε आर- प्लेटों के बीच पदार्थ का ढांकता हुआ स्थिरांक, ε हे- विद्युत स्थिरांक, एस- संधारित्र प्लेटों का क्षेत्र, डी- प्लेटों के बीच की दूरी.

मुद्रित सर्किट बोर्ड विकसित करते समय ढांकता हुआ स्थिरांक पैरामीटर को ध्यान में रखा जाता है। परतों के बीच पदार्थ के ढांकता हुआ स्थिरांक का मूल्य, इसकी मोटाई के साथ मिलकर, बिजली परतों की प्राकृतिक स्थैतिक समाई के मूल्य को प्रभावित करता है, और बोर्ड पर कंडक्टरों की विशेषता प्रतिबाधा को भी महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित करता है।

प्रतिरोध विद्युत, विद्युत प्रतिरोध के बराबर भौतिक मात्रा ( सेमी। विद्युत प्रतिरोध) इकाई लंबाई (एल = 1 मीटर) और इकाई क्रॉस-अनुभागीय क्षेत्र (एस = 1 मीटर 2) के एक बेलनाकार कंडक्टर का आर.. आर = आर एस/एल। Si में प्रतिरोधकता की इकाई ओम है। मी. प्रतिरोधकता को ओम में भी व्यक्त किया जा सकता है। सेमी. प्रतिरोधकता उस सामग्री की एक विशेषता है जिसके माध्यम से धारा प्रवाहित होती है और यह उस सामग्री पर निर्भर करती है जिससे यह बनाई गई है। प्रतिरोधकता r = 1 ओम के बराबर है। m का मतलब है कि एक बेलनाकार कंडक्टर बना हुआ है इस सामग्री का, लंबाई l = 1 मीटर और क्रॉस-सेक्शनल क्षेत्र S = 1 m 2 के साथ प्रतिरोध R = 1 ओम है। मी. धातुओं की प्रतिरोधकता का मान ( सेमी। धातुओं), जो अच्छे संवाहक हैं ( सेमी। कंडक्टर), 10 - 8 - 10 - 6 ओम के क्रम का मान हो सकता है। मी (उदाहरण के लिए, तांबा, चांदी, लोहा, आदि)। कुछ ठोस ढांकता हुआ की प्रतिरोधकता ( सेमी। पारद्युतिक) 10 16 -10 18 ओम.एम के मान तक पहुंच सकता है (उदाहरण के लिए, क्वार्ट्ज ग्लास, पॉलीथीन, इलेक्ट्रोपोर्सिलेन, आदि)। कई सामग्रियों (विशेषकर अर्धचालक सामग्री) का प्रतिरोधकता मान सेमी। अर्धचालक सामग्री)) महत्वपूर्ण रूप से उनके शुद्धिकरण की डिग्री, मिश्रधातु योजकों की उपस्थिति, थर्मल और मैकेनिकल उपचार आदि पर निर्भर करता है। प्रतिरोधकता के व्युत्क्रम मान को कहा जाता है चालकता: s = 1/r विशिष्ट चालकता सीमेंस में मापी जाती है ( सेमी। सीमेंस (चालकता इकाई)) प्रति मीटर एस/एम. विद्युत प्रतिरोधकता (चालकता) एक आइसोट्रोपिक पदार्थ के लिए एक अदिश राशि है; और टेंसर - अनिसोट्रोपिक पदार्थ के लिए। अनिसोट्रोपिक एकल क्रिस्टल में, विद्युत चालकता की अनिसोट्रॉपी व्युत्क्रम प्रभावी द्रव्यमान की अनिसोट्रॉपी का परिणाम है ( सेमी। प्रभावी मास) इलेक्ट्रॉन और छिद्र।

1-6. इन्सुलेशन की विद्युत चालकता

केबल या तार का इंसुलेशन चालू करते समय स्थिर वोल्टेजयू एक धारा इससे होकर गुजरती है, जो समय के साथ बदलती रहती है (चित्र 1-3)। इस धारा में स्थिर घटक होते हैं - चालन धारा (i ∞) और अवशोषण धारा, जहां γ अवशोषण धारा के अनुरूप चालकता है; टी वह समय है जिसके दौरान वर्तमान आई एब्स अपने मूल मूल्य के 1/ई तक गिर जाता है। अनंत लंबे समय तक i abs →0 और i = i ∞। ढांकता हुआ की विद्युत चालकता को उनमें एक निश्चित मात्रा में मुक्त आवेशित कणों की उपस्थिति से समझाया जाता है: आयन और इलेक्ट्रॉन।

अधिकांश विद्युत इन्सुलेट सामग्री की सबसे विशिष्ट विशेषता आयनिक विद्युत चालकता है, जो इन्सुलेशन में अनिवार्य रूप से मौजूद दूषित पदार्थों (नमी, लवण, क्षार, आदि की अशुद्धियाँ) के कारण संभव है। आयनिक चालकता वाले ढांकता हुआ में, फैराडे के नियम का कड़ाई से पालन किया जाता है - इन्सुलेशन से गुजरने वाली बिजली की मात्रा और इलेक्ट्रोलिसिस के दौरान निकलने वाले पदार्थ की मात्रा के बीच आनुपातिकता।

जैसे-जैसे तापमान बढ़ता है, विद्युत इन्सुलेट सामग्री की प्रतिरोधकता कम हो जाती है और सूत्र द्वारा विशेषता होती है

जहाँ_ρ o, A और B किसी दी गई सामग्री के लिए स्थिरांक हैं; टी - तापमान, °K.

नमी पर इन्सुलेशन प्रतिरोध की अधिक निर्भरता हीड्रोस्कोपिक इन्सुलेशन सामग्री, मुख्य रूप से रेशेदार (कागज, सूती धागा, आदि) के साथ होती है। इसलिए, रेशेदार सामग्री को सुखाया और संसेचित किया जाता है, साथ ही नमी प्रतिरोधी गोले द्वारा संरक्षित किया जाता है।

इन्सुलेशन सामग्री में स्पेस चार्ज के गठन के कारण बढ़ते वोल्टेज के साथ इन्सुलेशन प्रतिरोध कम हो सकता है। इस मामले में निर्मित अतिरिक्त इलेक्ट्रॉनिक चालकता से विद्युत चालकता में वृद्धि होती है। बहुत मजबूत क्षेत्रों में वोल्टेज पर चालकता की निर्भरता होती है (या. आई. फ्रेनकेल का नियम):

जहाँ γ o - चालकता में कमजोर क्षेत्र; ए स्थिर है. सभी विद्युत इन्सुलेट सामग्री को इन्सुलेशन चालकता जी के कुछ मूल्यों की विशेषता होती है। आदर्श रूप से, इन्सुलेट सामग्री की चालकता शून्य है। वास्तविक इन्सुलेट सामग्री के लिए, प्रति यूनिट केबल लंबाई की चालकता सूत्र द्वारा निर्धारित की जाती है

3-10 11 ओम-मीटर से अधिक इन्सुलेशन प्रतिरोध वाले केबलों और संचार केबलों में, जहां ढांकता हुआ ध्रुवीकरण के कारण नुकसान थर्मल नुकसान से काफी अधिक है, चालकता सूत्र द्वारा निर्धारित की जाती है

संचार प्रौद्योगिकी में इन्सुलेशन चालकता एक लाइन का एक विद्युत पैरामीटर है जो केबल कोर के इन्सुलेशन में ऊर्जा हानि को दर्शाता है। आवृत्ति पर चालकता मान की निर्भरता चित्र में दिखाई गई है। 1-1. चालकता का व्युत्क्रम, इन्सुलेशन प्रतिरोध, इन्सुलेशन पर लागू डीसी वोल्टेज (वोल्ट में) और रिसाव वोल्टेज (एम्पीयर में) का अनुपात है, यानी।

जहां आर वी वॉल्यूमेट्रिक इन्सुलेशन प्रतिरोध है, जो इन्सुलेशन की मोटाई के माध्यम से वर्तमान के पारित होने से उत्पन्न बाधा को संख्यात्मक रूप से निर्धारित करता है; आर एस - सतह प्रतिरोध, जो इन्सुलेशन सतह के साथ वर्तमान के पारित होने में बाधा को निर्धारित करता है।

प्रयुक्त इन्सुलेशन सामग्री की गुणवत्ता का व्यावहारिक मूल्यांकन ओम-सेंटीमीटर (ओम * सेमी) में व्यक्त विशिष्ट वॉल्यूमेट्रिक प्रतिरोध ρ वी है। संख्यात्मक रूप से, ρ V किसी दिए गए पदार्थ से बने 1 सेमी किनारे वाले घन के प्रतिरोध (ओम में) के बराबर है, यदि धारा घन के दो विपरीत सतहों से होकर गुजरती है। विशिष्ट सतह प्रतिरोध ρ S संख्यात्मक रूप से एक वर्ग की सतह प्रतिरोध (ओम में) के बराबर है यदि इस वर्ग के दो विपरीत पक्षों को सीमांकित करने वाले इलेक्ट्रोड को वर्तमान आपूर्ति की जाती है।

सिंगल-कोर केबल या तार का इन्सुलेशन प्रतिरोध सूत्र द्वारा निर्धारित किया जाता है

डाइलेक्ट्रिक्स की आर्द्रता गुण

नमी प्रतिरोध -यह इन्सुलेशन की विश्वसनीयता है जब यह संतृप्ति के करीब जल वाष्प के वातावरण में होता है। उच्च और उच्च आर्द्रता वाले वातावरण में सामग्री के रहने के बाद नमी प्रतिरोध का आकलन विद्युत, यांत्रिक और अन्य भौतिक गुणों में परिवर्तन से किया जाता है; नमी और जल पारगम्यता पर; नमी और जल अवशोषण द्वारा.

नमी पारगम्यता -सामग्री के दोनों तरफ सापेक्ष वायु आर्द्रता में अंतर की उपस्थिति में नमी वाष्प संचारित करने की सामग्री की क्षमता।

नमी अवशोषण -संतृप्ति की स्थिति के करीब आर्द्र वातावरण में लंबे समय तक संपर्क में रहने पर किसी सामग्री की पानी सोखने की क्षमता।

जल अवशोषण -लंबे समय तक पानी में डूबे रहने पर किसी पदार्थ की पानी सोखने की क्षमता।

उष्णकटिबंधीय प्रतिरोध और उष्णकटिबंधीयकरणउपकरण – नमी, फफूंदी, कृन्तकों से विद्युत उपकरणों की सुरक्षा।

डाइलेक्ट्रिक्स के थर्मल गुण

डाइलेक्ट्रिक्स के तापीय गुणों को चिह्नित करने के लिए, निम्नलिखित मात्राओं का उपयोग किया जाता है।

गर्मी प्रतिरोध- विद्युत इन्सुलेशन सामग्री और उत्पादों की उच्च तापमान और अचानक तापमान परिवर्तन को बिना किसी नुकसान के झेलने की क्षमता। तापमान द्वारा निर्धारित किया जाता है जिस पर यांत्रिक और विद्युत गुणों में एक महत्वपूर्ण परिवर्तन देखा जाता है, उदाहरण के लिए, लोड के तहत तन्य या झुकने वाली विकृति कार्बनिक डाइलेक्ट्रिक्स में शुरू होती है।

ऊष्मीय चालकता- किसी सामग्री में ऊष्मा स्थानांतरण की प्रक्रिया। यह प्रयोगात्मक रूप से निर्धारित तापीय चालकता गुणांक λ t द्वारा विशेषता है। λ t 1 मीटर मोटी सामग्री की एक परत और 1 मीटर 2 के सतह क्षेत्र के बीच तापमान अंतर के साथ एक सेकंड में स्थानांतरित गर्मी की मात्रा है। 1°K की परत. ढांकता हुआ की तापीय चालकता गुणांक एक विस्तृत श्रृंखला में भिन्न होता है। λ t के न्यूनतम मान में गैसें, झरझरा ढांकता हुआ और तरल पदार्थ होते हैं (हवा के लिए λ t = 0.025 W/(m K), पानी के लिए λ t = 0.58 W/(m K)), उच्च मूल्यक्रिस्टलीय डाइलेक्ट्रिक्स हैं (क्रिस्टलीय क्वार्ट्ज के लिए λ t = 12.5 W/(m K))। डाइलेक्ट्रिक्स की तापीय चालकता गुणांक उनकी संरचना (फ्यूज्ड क्वार्ट्ज λ t = 1.25 W/(m K) के लिए) और तापमान पर निर्भर करता है।

थर्मल विस्तारढांकता हुआ का मूल्यांकन रैखिक विस्तार के तापमान गुणांक द्वारा किया जाता है: . कम तापीय विस्तार वाली सामग्रियों में, एक नियम के रूप में, उच्च ताप प्रतिरोध होता है और इसके विपरीत। कार्बनिक डाइलेक्ट्रिक्स का थर्मल विस्तार काफी हद तक (दसियों और सैकड़ों गुना) अकार्बनिक डाइलेक्ट्रिक्स के विस्तार से अधिक है। इसलिए, तापमान में उतार-चढ़ाव के दौरान अकार्बनिक डाइलेक्ट्रिक्स से बने हिस्सों की आयामी स्थिरता कार्बनिक लोगों की तुलना में काफी अधिक है।

1. अवशोषण धाराएँ

अवशोषण धाराएँ विभिन्न प्रकार के धीमे ध्रुवीकरण की विस्थापन धाराएँ हैं। एक संतुलन स्थिति स्थापित होने तक ढांकता हुआ में निरंतर वोल्टेज प्रवाह पर अवशोषण धाराएं, वोल्टेज चालू और बंद होने पर अपनी दिशा बदलती हैं। एक प्रत्यावर्ती वोल्टेज के साथ, ढांकता हुआ पूरे समय विद्युत क्षेत्र में अवशोषण धाराएँ प्रवाहित होती हैं।

सामान्य तौर पर विद्युत धारा जे किसी ढांकता हुआ में प्रवाहित धारा का योग होता है जे एसके और अवशोषण वर्तमान जे अब

जे = जे एसके+ जे अब.

अवशोषण धारा को बायस धारा के माध्यम से निर्धारित किया जा सकता है जे सेमी - विद्युत प्रेरण वेक्टर के परिवर्तन की दर डी

थ्रू करंट विद्युत क्षेत्र में विभिन्न आवेश वाहकों के स्थानांतरण (गति) द्वारा निर्धारित होता है।

2. इलेक्ट्रॉनिकविद्युत चालकता एक क्षेत्र के प्रभाव में इलेक्ट्रॉनों की गति की विशेषता है। धातुओं के अलावा, यह कार्बन, धातु ऑक्साइड, सल्फाइड और अन्य पदार्थों के साथ-साथ कई अर्धचालकों में भी मौजूद होता है।

3. आयनिक -आयनों की गति के कारण होता है। यह इलेक्ट्रोलाइट्स के समाधान और पिघलने में देखा जाता है - लवण, एसिड, क्षार, साथ ही कई डाइलेक्ट्रिक्स में। इसे आंतरिक और अशुद्धता चालकता में विभाजित किया गया है। आंतरिक चालकता पृथक्करण के दौरान प्राप्त आयनों की गति के कारण होती है अणु. विद्युत क्षेत्र में आयनों की गति इलेक्ट्रोलिसिस के साथ होती है - इलेक्ट्रोड के बीच किसी पदार्थ का स्थानांतरण और इलेक्ट्रोड पर उसकी रिहाई। ध्रुवीय तरल पदार्थ अधिक विघटित होते हैं और उनमें गैर-ध्रुवीय तरल पदार्थों की तुलना में अधिक विद्युत चालकता होती है।

गैर-ध्रुवीय और कमजोर ध्रुवीय तरल डाइलेक्ट्रिक्स (खनिज तेल, सिलिकॉन तरल पदार्थ) में, विद्युत चालकता अशुद्धियों द्वारा निर्धारित की जाती है।

4. मोलियन विद्युत चालकता -आवेशित कणों की गति के कारण होता है मोलियंस. यह कोलाइडल सिस्टम, इमल्शन में देखा जाता है , निलंबन . विद्युत क्षेत्र के प्रभाव में मोलियंस की गति कहलाती है वैद्युतकणसंचलन. इलेक्ट्रोफोरेसिस के दौरान, इलेक्ट्रोलिसिस के विपरीत, तरल की विभिन्न परतों में बिखरे हुए चरण की सापेक्ष सांद्रता नहीं बनती है; उदाहरण के लिए, इमल्सीफाइड पानी वाले तेल में इलेक्ट्रोफोरेटिक चालकता देखी जाती है।

कोई भी पदार्थ या पिंड जो हमें चारों ओर से घेरे हुए है, उसमें कुछ विद्युत गुण होते हैं। इसे आणविक और परमाणु संरचना द्वारा समझाया गया है: आवेशित कणों की उपस्थिति जो परस्पर बंधे या मुक्त अवस्था में होते हैं।

जब पदार्थ पर कोई बाहरी विद्युत क्षेत्र कार्य नहीं करता है, तो ये कण इस तरह वितरित होते हैं कि वे एक-दूसरे को संतुलित करते हैं और कुल आयतन में अतिरिक्त विद्युत क्षेत्र नहीं बनाते हैं। बाह्य अनुप्रयोग के मामले में विद्युतीय ऊर्जाअणुओं और परमाणुओं के अंदर, आवेशों का पुनर्वितरण होता है, जिससे अपने स्वयं के आंतरिक विद्युत क्षेत्र का निर्माण होता है, जो बाहरी के विपरीत निर्देशित होता है।

यदि लागू बाहरी क्षेत्र के वेक्टर को "E0" और आंतरिक क्षेत्र को "E" द्वारा दर्शाया जाता है, तो कुल क्षेत्र "E" इन दो मात्राओं की ऊर्जा का योग होगा।

बिजली में, पदार्थों को इसमें विभाजित करने की प्रथा है:

कंडक्टर;

ढांकता हुआ।

यह वर्गीकरण लंबे समय से अस्तित्व में है, हालाँकि यह मनमाना है क्योंकि कई निकायों में अन्य या संयुक्त गुण होते हैं।

कंडक्टर

स्वतंत्र प्रभार वाले मीडिया संवाहक के रूप में कार्य करते हैं। अक्सर, धातुएं कंडक्टर के रूप में कार्य करती हैं, क्योंकि उनकी संरचना में हमेशा मुक्त इलेक्ट्रॉन होते हैं, जो पदार्थ की पूरी मात्रा के भीतर स्थानांतरित होने में सक्षम होते हैं और साथ ही, थर्मल प्रक्रियाओं में भागीदार होते हैं।

जब किसी चालक को बाहरी विद्युत क्षेत्रों की क्रिया से अलग किया जाता है, तो उसमें धनात्मक और ऋणात्मक आवेशों का संतुलन बन जाता है आयनिक जालीऔर मुक्त इलेक्ट्रॉन। यह संतुलन लागू होने पर तुरंत नष्ट हो जाता है - जिसकी ऊर्जा के कारण, आवेशित कणों का पुनर्वितरण शुरू हो जाता है और बाहरी सतह पर सकारात्मक और नकारात्मक मात्रा के असंतुलित आवेश दिखाई देते हैं।

इस घटना को आमतौर पर कहा जाता है इलेक्ट्रोस्टैटिक प्रेरण. धातुओं की सतह पर उत्पन्न होने वाले आवेश कहलाते हैं प्रेरण शुल्क.

कंडक्टर में बनने वाले प्रेरक आवेश अपना स्वयं का क्षेत्र E बनाते हैं, जो कंडक्टर के अंदर बाहरी E0 के प्रभाव की भरपाई करता है, इसलिए, कुल का मान इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षेत्रमुआवजा दिया गया और 0 के बराबर है। इस मामले में, अंदर और बाहर दोनों तरफ सभी बिंदुओं की क्षमताएं समान हैं।

परिणामी आउटपुट इंगित करता है कि कंडक्टर के अंदर, कनेक्ट होने पर भी बाहरी क्षेत्र, कोई संभावित अंतर नहीं है और कोई इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षेत्र नहीं है। इस तथ्य का उपयोग परिरक्षण में किया जाता है - प्रेरित क्षेत्रों, विशेष रूप से उच्च परिशुद्धता के प्रति संवेदनशील लोगों और विद्युत उपकरणों की इलेक्ट्रोस्टैटिक सुरक्षा की एक विधि का अनुप्रयोग मापने के उपकरणऔर माइक्रोप्रोसेसर प्रौद्योगिकी।

हेडवियर सहित प्रवाहकीय धागों वाले कपड़ों से बने ढालदार कपड़े और जूते का उपयोग ऊर्जा क्षेत्र में उच्च-वोल्टेज उपकरणों द्वारा निर्मित बढ़ते तनाव की स्थिति में काम करने वाले कर्मियों की सुरक्षा के लिए किया जाता है।

पारद्युतिक

यह उन पदार्थों को दिया गया नाम है जिनमें रोधक गुण होते हैं। उनमें केवल परस्पर जुड़े हुए शुल्क शामिल हैं, निःशुल्क शुल्क नहीं। उनके लिए, सभी सकारात्मक और नकारात्मक कण एक तटस्थ परमाणु के अंदर एक साथ बंधे होते हैं और गति की स्वतंत्रता से वंचित होते हैं। वे ढांकता हुआ के अंदर वितरित होते हैं और लागू बाहरी क्षेत्र E0 की कार्रवाई के तहत नहीं चलते हैं।

हालाँकि, इसकी ऊर्जा अभी भी पदार्थ की संरचना में कुछ बदलावों का कारण बनती है - परमाणुओं और अणुओं के अंदर सकारात्मक और का अनुपात नकारात्मक कण, और पदार्थ की सतह पर, अतिरिक्त, असंतुलित बाध्य आवेश दिखाई देते हैं, जो एक आंतरिक विद्युत क्षेत्र E बनाते हैं।" यह बाहरी रूप से लागू तनाव के विपरीत निर्देशित होता है।

इस घटना को कहा जाता है ढांकता हुआ ध्रुवीकरण. इसकी विशेषता यह है कि पदार्थ के अंदर एक विद्युत क्षेत्र E दिखाई देता है, जो बाहरी ऊर्जा E0 की क्रिया से बनता है, लेकिन आंतरिक E की प्रतिक्रिया से कमजोर हो जाता है।"

ध्रुवीकरण के प्रकार

यह डाइइलेक्ट्रिक्स के अंदर दो प्रकार का होता है:

1. अभिविन्यास;

2. इलेक्ट्रॉनिक.

पहले प्रकार का अतिरिक्त नाम द्विध्रुव ध्रुवीकरण है। यह ऋणात्मक और धनात्मक आवेशों के विस्थापित केंद्रों वाले डाइलेक्ट्रिक्स में निहित है, जो सूक्ष्म द्विध्रुवों से अणु बनाते हैं - दो आवेशों का एक तटस्थ संयोजन। यह पानी, नाइट्रोजन डाइऑक्साइड और हाइड्रोजन सल्फाइड के लिए विशिष्ट है।

बाहरी विद्युत क्षेत्र की कार्रवाई के बिना, ऐसे पदार्थों के आणविक द्विध्रुव मौजूदा तापमान प्रक्रियाओं के प्रभाव में अराजक तरीके से उन्मुख होते हैं। इस स्थिति में, आंतरिक आयतन के किसी भी बिंदु पर और ढांकता हुआ की बाहरी सतह पर कोई विद्युत आवेश नहीं होता है।

यह चित्र बाहरी रूप से लागू ऊर्जा के प्रभाव में बदलता है, जब द्विध्रुव अपने अभिविन्यास को थोड़ा बदलते हैं और सतह पर असम्बद्ध मैक्रोस्कोपिक बाउंड चार्ज के क्षेत्र दिखाई देते हैं, जो लागू ई0 के विपरीत दिशा के साथ एक क्षेत्र ई" बनाते हैं।

इस तरह के ध्रुवीकरण के साथ, तापमान का प्रक्रियाओं पर बहुत प्रभाव पड़ता है, जिससे तापीय गति होती है और भटकाव वाले कारक पैदा होते हैं।

इलेक्ट्रॉनिक ध्रुवीकरण, लोचदार तंत्र

यह स्वयं को गैर-ध्रुवीय डाइलेक्ट्रिक्स में प्रकट करता है - द्विध्रुवीय क्षण से रहित अणुओं के साथ एक अलग प्रकार की सामग्री, जो बाहरी क्षेत्र के प्रभाव में विकृत हो जाती है ताकि सकारात्मक चार्ज E0 वेक्टर की दिशा में उन्मुख हो, और नकारात्मक आवेश विपरीत दिशा में उन्मुख होते हैं।

परिणामस्वरूप, प्रत्येक अणु एक विद्युत द्विध्रुव के रूप में कार्य करता है, जो लागू क्षेत्र की धुरी के साथ उन्मुख होता है। इस प्रकार, वे विपरीत दिशा में बाहरी सतह पर अपना स्वयं का क्षेत्र E" बनाते हैं।

ऐसे पदार्थों में, अणुओं की विकृति, और परिणामस्वरूप, बाहरी क्षेत्र के प्रभाव से ध्रुवीकरण, तापमान के प्रभाव में उनकी गति पर निर्भर नहीं करता है। गैर-ध्रुवीय ढांकता हुआ का एक उदाहरण मीथेन CH4 है।

दोनों प्रकार के डाइलेक्ट्रिक्स के आंतरिक क्षेत्र का संख्यात्मक मान शुरू में बाहरी क्षेत्र में वृद्धि के सीधे अनुपात में बदलता है, और फिर, जब संतृप्ति तक पहुंच जाता है, तो गैर-रेखीय प्रभाव दिखाई देते हैं। वे तब घटित होते हैं जब सभी आणविक द्विध्रुव ध्रुवीय डाइलेक्ट्रिक्स की क्षेत्र रेखाओं के साथ पंक्तिबद्ध होते हैं या बाहरी रूप से लागू बड़ी ऊर्जा से परमाणुओं और अणुओं के मजबूत विरूपण के कारण गैर-ध्रुवीय पदार्थ की संरचना में परिवर्तन होते हैं।

व्यवहार में, ऐसे मामले शायद ही कभी होते हैं - आमतौर पर ब्रेकडाउन या इन्सुलेशन विफलता पहले होती है।

पारगम्यता

इन्सुलेशन सामग्री के बीच, एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाई जाती है विद्युत विशेषताओंऔर ऐसा सूचक पारगम्यता. इसका मूल्यांकन दो अलग-अलग विशेषताओं द्वारा किया जा सकता है:

1. निरपेक्ष मूल्य;

2. सापेक्ष आकार.

शब्द पूर्ण ढांकता हुआ स्थिरांककूलम्ब के नियम के गणितीय संकेतन का संदर्भ देते समय पदार्थ εa का उपयोग किया जाता है। यह, गुणांक εа के रूप में, प्रेरण वेक्टर डी और तनाव ई को जोड़ता है।

आइए याद रखें कि फ्रांसीसी भौतिक विज्ञानी चार्ल्स डी कूलम्ब ने अपने स्वयं के मरोड़ संतुलन का उपयोग करके छोटे आवेशित पिंडों के बीच विद्युत और चुंबकीय बलों के पैटर्न का अध्ययन किया था।

किसी माध्यम के सापेक्ष ढांकता हुआ स्थिरांक का निर्धारण किसी पदार्थ के इन्सुलेट गुणों को चिह्नित करने के लिए किया जाता है। यह दो बिंदु आवेशों के बीच परस्पर क्रिया बल के अनुपात का अनुमान लगाता है अलग-अलग स्थितियाँ: निर्वात और कार्य वातावरण में। इस मामले में, वैक्यूम संकेतक 1 (εv=1) के रूप में लिए जाते हैं, और वास्तविक पदार्थों के लिए वे हमेशा अधिक होते हैं, εr>1।

संख्यात्मक अभिव्यक्ति εr को एक आयामहीन मात्रा के रूप में प्रदर्शित किया जाता है, जिसे डाइइलेक्ट्रिक्स के ध्रुवीकरण प्रभाव द्वारा समझाया जाता है, और उनकी विशेषताओं का मूल्यांकन करने के लिए उपयोग किया जाता है।

व्यक्तिगत मीडिया के ढांकता हुआ स्थिरांक का मान(कमरे के तापमान पर)

पदार्थ	ε	पदार्थ	ε
रोशेल नमक	6000	डायमंड	5,7
रूटाइल (ऑप्टिकल अक्ष के साथ)	170	पानी	81
polyethylene	2,3	एथिल अल्कोहोल	26,8
सिलिकॉन	12,0	अभ्रक	6
काँच	5-16	कार्बन डाईऑक्साइड	1,00099
सोडियम क्लोराइड	5,26	जल वाष्प	1,0126
बेंजीन	2,322	वायु (760 एमएमएचजी)	1,00057

व्याख्यान संख्या 19

1. गैसीय, तरल और ठोस ढांकता हुआ की विद्युत चालकता की प्रकृति

पारगम्यता

सापेक्ष ढांकता हुआ स्थिरांक, या ढांकता हुआ स्थिरांक ε- ढांकता हुआ के सबसे महत्वपूर्ण मैक्रोस्कोपिक विद्युत मापदंडों में से एक। पारगम्यताε एक विद्युत क्षेत्र में ध्रुवीकृत होने के लिए ढांकता हुआ की क्षमता को मात्रात्मक रूप से चित्रित करता है, और इसकी ध्रुवता की डिग्री का भी मूल्यांकन करता है; ε किसी दिए गए तापमान और विद्युत वोल्टेज की आवृत्ति पर एक ढांकता हुआ सामग्री का एक स्थिरांक है और यह दर्शाता है कि एक ढांकता हुआ संधारित्र का चार्ज वैक्यूम वाले समान आकार के संधारित्र के चार्ज से कितनी गुना अधिक है।

ढांकता हुआ स्थिरांक किसी उत्पाद (संधारित्र, केबल इन्सुलेशन, आदि) की विद्युत धारिता का मूल्य निर्धारित करता है। एक समानांतर प्लेट संधारित्र के लिए, विद्युत धारिता है साथ,एफ, सूत्र द्वारा व्यक्त (1)

जहां S मापने वाले इलेक्ट्रोड का क्षेत्र है, m2; h ढांकता हुआ की मोटाई है, m. सूत्र (1) से यह स्पष्ट है कि मान जितना बड़ा होगा ε ढांकता हुआ उपयोग किया जाता है, समान आयाम वाले संधारित्र की विद्युत क्षमता जितनी अधिक होगी। बदले में, विद्युत समाई सी सतह आवेश के बीच आनुपातिकता का गुणांक है क्यूके,संचित संधारित्र, और उस पर लागू विद्युत वोल्टेज

यार्निंग यू(2):

सूत्र (2) से यह इस प्रकार है बिजली का आवेश क्यूके,संधारित्र द्वारा संचित मान के समानुपाती होता है ε ढांकता हुआ. जानने QKऔर संधारित्र के ज्यामितीय आयाम निर्धारित किए जा सकते हैं ε किसी दिए गए वोल्टेज के लिए ढांकता हुआ सामग्री।

आइए आवेश निर्माण की क्रियाविधि पर विचार करें QKएक ढांकता हुआ संधारित्र के इलेक्ट्रोड पर और कौन से घटक इस चार्ज को बनाते हैं। ऐसा करने के लिए, हम समान ज्यामितीय आयामों के दो फ्लैट कैपेसिटर लेते हैं: एक वैक्यूम के साथ, दूसरा एक ढांकता हुआ से भरे इंटरइलेक्ट्रोड स्थान के साथ, और उन पर समान विद्युत वोल्टेज लागू करते हैं। यू(चित्र .1)। पहले संधारित्र के इलेक्ट्रोड पर एक चार्ज बनता है प्र0, दूसरे के इलेक्ट्रोड पर - QK. बदले में, आरोप QKआरोपों का योग है प्र0और क्यू(3):

शुल्क क्यूसंधारित्र के इलेक्ट्रोड पर सतह घनत्व σ 0 के साथ तीसरे पक्ष के चार्ज जमा होने से बाहरी क्षेत्र E0 द्वारा 0 का निर्माण होता है। क्यू- यह संधारित्र के इलेक्ट्रोड पर एक अतिरिक्त चार्ज है, जो ढांकता हुआ की सतह पर बने बाध्य चार्ज की भरपाई के लिए विद्युत वोल्टेज स्रोत द्वारा बनाया गया है।

एक समान रूप से ध्रुवीकृत ढांकता हुआ में, आवेश क्यूमान से मेल खाता है सतह का घनत्वबाध्य शुल्क σ. आवेश σ एक क्षेत्र E сз बनाता है, जो क्षेत्र E O के विपरीत दिशा में निर्देशित होता है।

प्रश्न में ढांकता हुआ के ढांकता हुआ स्थिरांक को चार्ज अनुपात के रूप में दर्शाया जा सकता है QKचार्ज करने के लिए ढांकता हुआ संधारित्र भरा हुआ प्र0वैक्यूम के साथ वही संधारित्र (3):

सूत्र (3) से यह पता चलता है कि ढांकता हुआ स्थिरांक ε - मात्रा आयामहीन है, और किसी भी ढांकता हुआ के लिए यह एकता से अधिक है; निर्वात के मामले में ε = 1. सुविचारित उदाहरण से भी

यह देखा जा सकता है कि ढांकता हुआ के साथ संधारित्र के इलेक्ट्रोड पर चार्ज घनत्व ε वैक्यूम के साथ संधारित्र के इलेक्ट्रोड पर चार्ज घनत्व का गुना, और दोनों के लिए समान वोल्टेज पर वोल्टेज

उनके कैपेसिटर समान हैं और केवल वोल्टेज पर निर्भर करते हैं यूऔर इलेक्ट्रोड के बीच की दूरी (ई = यू/एच)।

सापेक्ष ढांकता हुआ स्थिरांक के अतिरिक्त ε अंतर पूर्ण ढांकता हुआ स्थिरांक ε ए, एफ/एम, (4)

जिसका कोई भौतिक अर्थ नहीं है और इसका उपयोग इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग में किया जाता है।

तापमान में 1 K की वृद्धि के साथ ढांकता हुआ स्थिरांक εr में सापेक्ष परिवर्तन को ढांकता हुआ स्थिरांक का तापमान गुणांक कहा जाता है।

ТКε = 1/ εr d εr/dT К-1 20°С पर हवा के लिए ТК εr = -2.10-6K-

फेरोइलेक्ट्रिक्स में विद्युत उम्र बढ़ने को समय के साथ εr में कमी के रूप में व्यक्त किया जाता है। इसका कारण डोमेन का पुनर्समूहन है।

समय के साथ ढांकता हुआ स्थिरांक में विशेष रूप से तीव्र परिवर्तन क्यूरी बिंदु के करीब के तापमान पर देखा जाता है। फेरोइलेक्ट्रिक्स को क्यूरी बिंदु से ऊपर के तापमान पर गर्म करना और बाद में ठंडा करना εr को उसके पिछले मान पर लौटा देता है। ढांकता हुआ स्थिरांक की समान बहाली फेरोइलेक्ट्रिक को बढ़ी हुई तीव्रता के विद्युत क्षेत्र में उजागर करके प्राप्त की जा सकती है।

जटिल डाइलेक्ट्रिक्स के लिए - पहले सन्निकटन में अलग-अलग εr के साथ दो घटकों का एक यांत्रिक मिश्रण: εrх = θ1 · εr1х · θ · εr2х, जहां θ मिश्रण घटकों की वॉल्यूमेट्रिक एकाग्रता है, εr मिश्रण घटक का सापेक्ष ढांकता हुआ स्थिरांक है।

ढांकता हुआ ध्रुवीकरण निम्न के कारण हो सकता है: यांत्रिक भार (पीज़ोइलेक्ट्रिक्स में पीज़ोपोलराइज़ेशन); हीटिंग (पाइरोइलेक्ट्रिक्स में पायरोपोलराइजेशन); प्रकाश (फोटोपोलराइजेशन)।

विद्युत क्षेत्र E में ढांकता हुआ की ध्रुवीकृत अवस्था को प्रति इकाई आयतन में विद्युत आघूर्ण, ध्रुवीकरण P, C/m2 द्वारा दर्शाया जाता है, जो इसके सापेक्ष ढांकता हुआ स्थिरांक से संबंधित होता है जैसे: P = e0 (उदाहरण - 1)E, जहां e0 = 8.85∙10-12 एफ/मी. उत्पाद e0∙eг =e, F/m, को पूर्ण ढांकता हुआ स्थिरांक कहा जाता है। गैसीय डाइलेक्ट्रिक्स में यह 1.0 से थोड़ा भिन्न होता है, गैर-ध्रुवीय तरल पदार्थ और ठोस में यह 1.5 - 3.0 तक पहुंच जाता है, ध्रुवीय में यह होता है बड़े मूल्य; आयनिक क्रिस्टल में जैसे - 5-एमओ, और पेरोव्स्काइट वाले क्रिस्टल में क्रिस्टल लैटिस 200 तक पहुँचता है; फेरोइलेक्ट्रिक्स में उदाहरण के लिए - 103 और अधिक।

गैर-ध्रुवीय डाइलेक्ट्रिक्स में, उदाहरण के लिए, बढ़ते तापमान के साथ थोड़ा कम हो जाता है; ध्रुवीय डाइलेक्ट्रिक्स में, परिवर्तन एक या दूसरे प्रकार के ध्रुवीकरण की प्रबलता से जुड़े होते हैं; कुछ फेरोइलेक्ट्रिक्स में, क्यूरी तापमान पर यह 104 या तक पहुंच जाता है अधिक। तापमान परिवर्तन, उदाहरण के लिए, तापमान गुणांक द्वारा चिह्नित होते हैं। ध्रुवीय ढांकता हुआ की विशेषता उदाहरण के लिए आवृत्ति रेंज में कमी है जहां ध्रुवीकरण के लिए समय टी टी/2 के बराबर है।

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